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公开(公告)号：CN113086964B
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202110305146.7
申请日：2021-03-19
申请人： 华南理工大学
IPC分类号： C01B32/05 , H01M4/587 , H01M4/62 , H01M10/054
摘要： 本发明属于钾离子电池负极材料技术领域，公开了一种硫掺杂三维中空多孔血红蛋白状碳材料及其制备方法与应用。所述硫掺杂三维中空多孔血红蛋白状碳材料，其形貌呈血红蛋白状，壳层具有囊泡状孔结构，内部呈中空空腔结构；所述碳材料进行了硫元素的掺杂。方法：将硅溶胶或二氧化硅与高分子材料通过喷雾干燥的方式制备成固体粉末；在保护性氛围下，将固体粉末进行高温碳化，硫化，酸洗，获得所需碳材料。本发明的碳材料用于钾离子电池负极材料中。本发明的方法简单，成本低廉。所述材料具有超高的比表面积、高电子导电率、快速离子扩散通道和丰富的钾离子存储位点等特点，应用于钾离子电池负极材料具有比容量高、循环寿命长和倍率性能优异等特点。
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公开(公告)号：CN113206225B
公开(公告)日：2022-11-18
申请号：CN202110390151.2
申请日：2021-04-12
申请人： 华南理工大学
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/58 , H01M4/62 , H01M4/136 , H01M4/1397 , H01M4/04 , H01M10/054
摘要： 本发明公开了一种锚定有金属硫化物的中空碳球及其制备方法与在制备钾离子电池负极中的应用；所述中空碳球的制备包括如下步骤：(1)乙酰丙酮的金属盐溶解在有机溶剂中，搅拌加热制备金属氧化物颗粒；(2)静电喷雾制备有机高分子包裹的金属氧化物颗粒；(3)盐酸多巴胺溶液进行包覆制备有机高分子球；(4)碳化、硫化制备中空碳球。本发明制作球型颗粒不需要模板，并且完全利用水中的表面张力形成球形高分子；节约了原料，同时十分具有环保性。这种方法在电极材料的制作中十分罕见，具有很大的创新性，并且对以后电极材料的中空结构的设计具有很大启示。本发明的含金属硫化物的中空碳球作为钾离子电池负极材料具有优异的电性能。
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公开(公告)号：CN111952559B
公开(公告)日：2022-10-25
申请号：CN202010747593.3
申请日：2020-07-29
申请人： 华南理工大学
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M10/0525
摘要： 本发明公开了由二维硅纳米片自组装的硅碳微球复合材料及制备方法与其在锂离子电池负极材料中的应用，属于锂离子电池技术领域。该方法包括：将硅‑金属合金粉末，用酸腐蚀，加入含碳化合物，完成表面包覆，煅烧，得到复合材料。二维硅纳米片是复合材料的核心部分，其关键是用表面活性剂改性共晶硅矩阵框架的表面，将含碳化合物包覆在共晶硅矩阵框架表面，煅烧后，表面有机物被热解成碳而形成均匀包覆层，得到由碳包覆的二维硅纳米片组装成的微球。碳包覆层主要起导电并抑制硅体积膨胀的作用，硅作为电化学活性材料储存能量。该复合材料可作为新能源电动汽车等大功率领域锂离子电池负极材料，具有较高的比容量、长周期循环性能好和优异的倍率性能。
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公开(公告)号：CN109524648B
公开(公告)日：2022-03-29
申请号：CN201811325468.2
申请日：2018-11-08
申请人： 华南理工大学
摘要： 本发明属于锂离子电池材料领域，公开了一种含纳米硅的多孔碳纳米管柔性电池材料及制备与应用。将聚丙烯腈、造孔剂和表面改性的硅源颗粒加入到有机溶剂中，加热搅拌超声混合分散均匀，得到纺丝浆液，再通过静电纺丝制备具有取向纤维的纳米纤维薄膜，然后在惰性气氛下经过预氧化和碳化过程，得到含硅源颗粒的多孔碳纳米管柔性材料，最后与镁粉混合，在惰性气氛下进行镁热还原反应，得到含纳米硅的多孔碳纳米管柔性电池材料。本发明所得含纳米硅的多孔碳纳米管柔性电池材料具有柔性好、导电性好，比表面积大等优点，在应用于宽温域锂离子电池负极时，具有极大的应用潜力。
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公开(公告)号：CN109537105B
公开(公告)日：2021-06-08
申请号：CN201811325447.0
申请日：2018-11-08
申请人： 华南理工大学
摘要： 本发明属于功能纤维材料领域，公开了一种多孔中空纤维导电材料及其制备方法。将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中，加入成孔剂搅拌混合均匀，得到皮层溶液；将水溶性高分子材料溶解于去离子水中，得到芯层溶液；将皮层溶液和芯层溶液通过静电纺丝，得到具有皮芯结构复合纤维材料；通过水浴浸泡和冷冻干燥处理，除去芯层成分，得到中空纤维材料；将中空纤维材料在惰性气氛下经过预氧化和碳化处理，然后针对成孔剂进行刻蚀处理，得到多孔中空纤维导电材料。本发明的多孔中空纤维导电材料能够保证导电材料的皮芯结构，导电性能好；并借助皮芯结构和多孔结构减少电荷的集聚，降低电荷密度，提高材料的防静电耐久性。
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公开(公告)号：CN107611365B
公开(公告)日：2020-05-22
申请号：CN201710625760.5
申请日：2017-07-27
申请人： 华南理工大学
摘要： 本发明公开了一种石墨烯和四氧化三铁双重包覆纳米硅复合材料及其制备方法与在锂离子电池中的应用，属于锂离子电池材料技术领域。该制备方法为：先将可膨胀石墨与强氧化剂混合球磨处理，然后将处理过的可膨胀石墨、高铁酸钾、硅粉混合进行球磨，最后过滤、洗涤、干燥得到石墨烯和四氧化三铁双重包覆纳米硅复合材料。本发明所得材料可用于锂离子电池负极，具有较高比容量、长周期循环性能较好以及优异的倍率性能。
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公开(公告)号：CN107611360B
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201710620310.7
申请日：2017-07-26
申请人： 华南理工大学
摘要： 本发明公开了一种一氧化硅石墨烯复合纳米材料及其制备方法与在锂离子电池中的应用。该方法将可膨胀石墨与强氧化剂进行球磨，酸洗得到少层数石墨烯。再将一氧化硅，少层数石墨烯与高铁酸钾进行高能球磨，洗涤过滤干燥后，得到少层数的石墨烯和Fe3O4包覆的一氧化硅的复合材料。本发明用一氧化硅来代替一般的硅基材料，保证了电极材料良好的电化学性能，较小的体积膨胀和长周期寿命。
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公开(公告)号：CN106299290B
公开(公告)日：2020-01-14
申请号：CN201610816354.2
申请日：2016-09-12
申请人： 华南理工大学
摘要： 本发明公开了一种非晶锰氧化物/石墨复合纳米材料及其制备方法与在锂离子电池中的应用，属于锂离子电池材料技术领域。该制备方法为：将石墨、高锰酸钾在水溶液中球磨，然后洗涤、超声、干燥得到非晶锰氧化物/石墨复合纳米材料。本发明所得材料中石墨的质量分数为5.2~58.6%，用于锂离子电池负极时，具有优异的电性能，在200mA g‑1的电流密度下循环250圈之后，仍能保持977 mA h g‑1的可逆容量，并且在大电流密度（1000 mA g‑1）的条件下，循环200圈之后，可逆容量仍然能够保持300 mA h g‑1以上。
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公开(公告)号：CN109616625A
公开(公告)日：2019-04-12
申请号：CN201811325466.3
申请日：2018-11-08
申请人： 华南理工大学
IPC分类号： H01M4/36 , H01M4/58 , H01M4/583 , H01M10/054
摘要： 本发明属于钾离子电池材料领域，公开了一种含硫化物纳米颗粒的一维多孔碳纤维及制备与应用。将高分子聚合物和含能物质前驱体加入到有机溶剂或去离子水中，超声搅拌溶解或分散均匀，得到纺丝前驱体浆液，通过静电纺丝制备得到高分子纳米纤维薄膜，然后依次经预氧化和碳化硫化处理，得到含硫化物纳米颗粒的一维多孔碳纤维。本发明合成的含硫化物纳米颗粒的一维多孔碳纤维具有多孔结构，活性位点多，离子传输距离短，导电性好，十分有利于电解液的浸润，作为钾离子电池的负极材料具有十分优异的电化学性能。
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公开(公告)号：CN109537105A
公开(公告)日：2019-03-29
申请号：CN201811325447.0
申请日：2018-11-08
申请人： 华南理工大学
摘要： 本发明属于功能纤维材料领域，公开了一种多孔中空纤维导电材料及其制备方法。将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中，加入成孔剂搅拌混合均匀，得到皮层溶液；将水溶性高分子材料溶解于去离子水中，得到芯层溶液；将皮层溶液和芯层溶液通过静电纺丝，得到具有皮芯结构复合纤维材料；通过水浴浸泡和冷冻干燥处理，除去芯层成分，得到中空纤维材料；将中空纤维材料在惰性气氛下经过预氧化和碳化处理，然后针对成孔剂进行刻蚀处理，得到多孔中空纤维导电材料。本发明的多孔中空纤维导电材料能够保证导电材料的皮芯结构，导电性能好；并借助皮芯结构和多孔结构减少电荷的集聚，降低电荷密度，提高材料的防静电耐久性。
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